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给水铜含量超标问题查找及对策

发布时间：2011/3/26 阅读次数：2596 字体大小: 【小】【中】【大】

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3.1.3 数据分析及结论
3.1.3.1 从表1 得知，机组启动时凝疏系统铜含量处于较高的水平，到凝结水回收时，凝结水铜的合格率为97%，此时凝结水的铜并未全部合格直到机组负荷达到30MW 时凝结水的铜才全部合格，所以凝结水回收后造成给水系统铜含量较高，说明凝疏系统中沉积了大量由于氧腐蚀造成的铜腐蚀产物，该部分铜腐蚀产物随着每一次机组启动被带入给水系统导致给水系统铜含量超标，随着负荷加大凝疏系统带入的铜腐蚀产物逐渐在省煤器和水冷壁沉积下来，因此炉前给水和炉水的铜含量处于较低的水平，从机组达到满负荷开始给水铜含量高于凝结水等水样中铜含量，机组启动8h 后给水铜含量是凝结水铜含量的3.5 倍，超过了运行时给水铜含量标准，此时给水铜合格率仅有54%（与正常运行时给水铜合格率一致），说明从凝结水出口到除氧器进口这部分系统设备存在着腐蚀。
结论：红电厂凝疏系统由于氧腐蚀使得凝疏系统沉积了大量的铜腐蚀产物，随着每一次机组启动冲击水汽系统再加上开机时凝结水只控制硬度，含铜量较高的凝结水进入给水造成给水铜含量超标，另外在凝结水出口到除氧器进口即汽机低加处存在着明显的铜腐蚀点，造成给水铜含量持续超标，给水中高含量的铜随水汽系统逐渐沉积在省煤器和水冷壁导致水冷壁垢由铁垢渐渐变为铜垢并且积垢速率加快、化学清洗周期缩短。因此凝疏系统沉积的铜腐蚀产物和低加铜腐蚀是造成红电厂给水铜含量超标的主要原因，应该低加铜腐蚀的影响力更大（可通过实验论证）。
3.1.3.2 从表2 得知，机组启动过程中从凝结泵启动到机组带满负荷凝结水铁的合格率平均为35%，机组启动8h 后给水铁的合格率仅有39%。炉前给水铁含量高于给水，说明省煤器系统存在着明显的氧腐蚀沉积了大量的铁腐蚀产物，该部分铁腐蚀产物逐渐沉积在锅炉水冷壁上，此现象于机组大修时省煤器管的下半周有明显的腐蚀产物以及水冷壁中40%的氧化铁成分相符合。
结论：1、机组频繁起停，热力设备不可避免的停用腐蚀（氧腐蚀，在大修检查中省煤器管就能看到明显迹象）是汽水循环系统铁腐蚀产物的主要来源，大量的铁腐蚀产物沉积在汽水循环系统中，随着负荷波动不断被冲刷带入汽水循环系统，负荷稳定后铁腐蚀产物渐渐沉积在受热面上然后随着下一次起停又带入系统，所以系统内的铁含量起伏波动。
2、热力除氧不利，机组正常运行时给水中经常有连续1-2h 溶解氧超标的现象，以及在停机的开机过程中除氧器的参数不稳定、调整不及时常常有使得给水溶解氧超标2h 以上，如此都对系统设备造成了氧腐蚀，是系统铁腐蚀产物的主要来源。
3、开机时红电厂凝结水回收标准只控制硬度对铜铁未做要求，所以沉积在凝疏系统和汽机本体中大量的铁腐蚀产物就随着每一次机组启动带入系统，造成了系统铁含量较高。
3.2 5、9 号机组汽机3、4 号低加退运给水系统查铜实验
3.2.1 实验背景
9 号机组自投运来和其余高压机组一样也存在着给水铜含量超标的问题。从历次的试验数据可以看出：铜含量比较大的取样点是：低加汽侧、低加水侧，而低加汽侧的铜又明显高于低加水侧，说明铜的污染点应为低加汽侧和低加水侧，低加铜管的腐蚀产物是给水铜的主要来源。为了验证及排查低加铜管腐蚀对给水铜含量的影响究竟有多大，化学监督对典型机组9、5 号机组进行了退运3、4 号低加给水系统铜含量查定实验。
3.2.2 实验结论
低加退运前给水铜合格率为20%，低加退运后给水铜合格率为100%，低加再次投运后给水铜合格率为57%，说明低加铜管的腐蚀对给水铜含量的影响率是100%。
3.3 大修中的化学监督检查
机组大修中，检查发现低加铜芯蒸汽来汽处铜管有十几根冲蚀穿孔，此现象也验证了退运低加的结论。
4 依据实验结论，采取相应措施
4.1 改造凝结水自动加氨点，更新自动加氨控制系统
将高压凝结水的自动加氨点由低加进口改至低加出口同时将自动加氨泵的自动控制系统进行了更新换代（用PH 值控制加氨量），以达到加氨控制的精确度和消除氨对低加的影响。
4.2.更换化学除氧药品（将二甲基酮肟改为联氨进行化学除氧）
4.3 严格凝结水的回收标准
为了减少机组启动阶段带入系统的腐蚀产物，从去年开始我们将高压机组开机时凝结水硬度的回收标准由10.0μmol/L 改为5.0μmol/L，改善了开机时凝结水的品质。
4.4 加强凝结水的化学监督和泄漏治理
将测定硬度的酸性铬兰K 指示剂换成了微硬度指示剂，该指示剂对低于1.0μmol/L 的低硬度均能明显的检测。制定了相应的凝结水运行监督制度，发现凝结水有硬度及时督促汽机查漏、堵漏。
4.5.大修中凝结水、给水系统设备的仔细检查。
4.6 切实作好停用机组的全面保护工作
使用了十八碳烷胺保护剂的方法进行停用保护，停用后经检查在热力设备的汽水流通面形成了完整的兰色保护膜，该膜的憎水效果非常明显，停运机、炉水汽流通面均得到了有效保护。

5 总论
通过两年的问题分析及排查试验，使得我公司给水铜铁含量超标原因逐渐明朗化，综上所述可归纳如下：
5.1 红电厂给水系统中铜的腐蚀产物来自低压加热器的铜管腐蚀。主要原因是空气管高温高压蒸汽对低加底部铜芯的冲蚀。为此，随着机组大修逐步更换6 号、8 号、9 号机组的低加铜芯并在蒸汽进汽处加装不锈钢护板，经过一年的跟踪查定，给水铜含量显著降低，铜合格率由过去的40%提高到90%，近两年来我公司未发生过锅炉水冷壁爆管事件。
5.2 机组频繁起停是造成水汽系统铁腐蚀产物含量较高的主要原因。针对我公司调峰机组的特性，为了减少机组频繁起停带入汽水系统的腐蚀产物，严格执行机组启动阶段的水汽标准，高压机组实行开机时凝结水的硬度和铁均达标方能回收制度，汽水合格率逐步提高。
5.3 机组频繁起停带来的不可避免的停用氧腐蚀是造成省煤器氧腐蚀、水冷壁积铁垢的主要原因。重视所有热力设备的停用保护尤其是辅助设备，凡是A、B 级检修机组均采用加入十八碳烷胺的方法进行锅炉、汽机所有汽水流通面的保护将有利于减缓机组停用腐蚀。
5.4 经过以上凝结水系统和给水系统的化学监督治理，红电厂的汽水品质有了明显的改善，汽水系统腐蚀产物含量有所降低，受热面积垢速率得到有效遏止。
参考文献
[1] 火电厂与蒸汽动力设备的腐蚀结垢风险评估与治理，窦照英编著
[2] 火力发电厂水处理及水质控制，武汉水利电力大学，李培元主编

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